P3 - 2023-1

Prof.: Eduardo Inacio Duzzioni Disciplina: FSC5002 - Física II Turma: 2203B Nome:_____________________________________________ Matrícula:______________________ Prova 3 1- Uma barra de aço tem 3,000 cm de diâmetro a 35,00°C. Um anel de latão tem um diâmetro interno de 2,994 cm a 35,00°C. Se os dois objetos são mantidos em equilíbrio térmico, a que temperatura a barra se ajusta perfeitamente ao furo? Considere αlatão = 19.10-6 °C-1 e αaço = 11.10-6 °C-1. 2 - Se você se expusesse, por alguns momentos, ao espaço sideral longe do Sol e sem um traje espacial (como fez um astronauta no filme 2001: Uma Odisseia no Espaço), você sentiria o frio do espaço, ao irradiar muito mais energia que a absorvida do ambiente. (a) A que taxa você perderia energia? (b) Quanta energia você perderia em 1min? Suponha que sua emissividade é 0,90, a área da superfície da pessoa é 2 m2 e a temperatura é 36 °C. 3 - Para que frequência o comprimento de onda do som no ar é igual ao livre caminho médio das moléculas de oxigênio a uma pressão de 4 atm e uma temperatura de 0,00°C? Tome o diâmetro de uma molécula de oxigênio como 3,0.10-8 cm. Considere a velocidade do som 340 m/s. 4 - Suponha que 20,0 g de gás oxigênio (O2) são aquecidos de 25,0°C a 125°C à pressão atmosférica. (a) Quantos mols de oxigênio estão presentes? (b) Qual é a quantidade de calor transferida para o oxigênio? (As moléculas giram, mas não oscilam.) (c) Que fração do calor é usada para aumentar a energia interna do oxigênio? Considere a massa molar do oxigênio como sendo 16 g/mol. 5 - Uma amostra de 4,0 mols de um gás monoatômico ideal é submetida ao processo reversível da figura abaixo. A escala do eixo vertical é definida por Ts = 400,0 K e a escala do eixo horizontal é definida por Ss = 20,0 J/K. (a) Qual é a energia absorvida pelo gás na forma de calor? (b) Qual é a variação da energia interna do gás? (c) Qual é o trabalho realizado pelo gás? Formulário 1at m=101.325 Pa σ=5,6704.10 −8W /m 2. K 4 k B=1,38.10 −23J / K R=8,31J /m ol. K N A=6,02.10 23 λmaxT=0,0028976m.K T K=TC+273,15 T F=9 5 T C+32 Q=mc ΔT c H2O=1cal/ g. ∘ C 1c al=4,187J e=energia útil energia investida Ei nt=nCV T n= m M Q=m L Δ L=α L0 ΔT ΔV =βV 0 ΔT Pc ond=k A ΔT L Prad=σ e AT 4 Δ S≥0 K Re f ri g=|QF| W pV=n RT W =∫ pdV Δ Eint=Q−W Δ S=∫ dQ T K A quec=QQ W vrms=√ 3RT M λ= 1 √2 π d 2(N /V ) Q=nC m ΔT ( QF T F =QQ TQ)C arnot CV=f R 2 CV=CP−R eM aq. T e rm.= W QQ pV γ=cte γ= CP CV eC arnot=1−T F TQ Pc ond= A ΔT ∑ i Li ki pV=N k BT v=λ f n=mA M d S=d Q T